模板合成法制备纳米材料的研究进展
这种方法主要是采用预制的刚性模板， 如： 多孔 阳 极 氧 化 铝 膜 、二 氧 化 硅 模 板 法 、微 孔 、中 孔 分 子 筛 （如 ＭＣＭ－ ４１、ＳＢＡ－ １５ 等）、碳纳米管以及其它模板。 １．１ 多孔阳极氧化铝法
多孔氧化铝膜是近年来人们通过金属铝的阳极
电解氧化得到的一种人造多孔材料， 这种膜含有孔 径大小一致、排列 有 序 、分 布 均 匀 的 柱 状 孔 ， 孔 与 孔 之间相互独立， 而且孔的直径在几纳米至几百纳米 之间， 并可以通过调节电解条件来控制［３］。利用多孔 氧化铝膜作模板可制备多种化合物的纳米结构材 料， 如通过溶胶－ 凝胶涂层技术可以合成二氧化硅纳 米管， 通过电沉积法可以制备 Ｂｉ２Ｔｅ３ 纳米线［４］。这些多 孔的氧化铝膜还可以被用作模板来制备各种材料的 纳米管或纳米棒的有序阵列 ， 如：ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３ 纳 米 管 阵 列 ， ＢａＴｉＯ３ 、ＰｂＴｉＯ３ 纳 米 管 阵 列 ， ＺｎＯ、ＭｎＯ２、 ＷＯ３、Ｃｏ３Ｏ４、Ｖ２Ｏ５ 纳米 棒 阵 列 以 及 Ｂｉ１ － ｘＳｂｘ 纳 米 线 有 序阵列等［１］。 １．２ 二氧化硅模板法
２００２ 年 Ｆｒｏｂａ 等报道了在中孔的分子筛 ＭＣＭ－ ４１ 二 氧 化 硅 内 部 形 成 有 序 排 布 的Ⅱ／Ⅵ磁 性 半 导 体 量 化 线 Ｃｄ１－ｘＭｎｘＳ。２００３ 年 Ｚｈａｏ 等 报 道 以 Ｉｎ （ＮＯ３）３ 为原料， 以高度有序中孔结构的表面活性剂 ＳｉＯ２ 为 模板剂和还原剂， 采用一步纳米浇铸法合成了高度 有序的单晶氧化铟纳米线阵列。２００２ 年 Ｄａｈｎｅ 等以 三聚氰胺甲醛为第一层模板， 利 用 逐 层（ＬｂＬ）方 法 制 备 了 ＰＡＨ／ＰＳＳ 交 替 多 层 膜 覆 盖 的 三 聚 氰 胺 甲 醛 粒 子， 在 ＰＡＨ／ＰＳＳ 交替的多层膜上进一步通过溶胶－ 凝 胶方法覆盖上二氧化硅作为第二层模板， 再利用 ＬｂＬ 方法制备 ＰＡＨ／ＰＳＳ 交替的多层膜， 然后用盐酸溶解
利用表面活性剂模板法已经制备了氧化物、卤化 物 、硫 属 化 合 物 、金 属 、聚 合 物 、配 合 物 及 无 机 盐 等 多 种纳米结构材料， 其中研究较多的是氧化物。ＳｉＯ２、 Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２（ＯＨ）３ 等的纳米颗粒可由微乳液法利用反胶
黄艳： 模板合成法制备纳米材料的研究进展
综合评述
３
收稿日期： ２００６－ １１－ ２８
２ 江苏陶瓷 Ｊｉａｎｇｓｕ Ｃｅｒａｍｉｃｓ
２００７ 年 ６ 月 第 ４０ 卷第 ３ 期
三聚氰胺甲醛粒子， 用氢氟酸溶解二氧化硅， 这样就 制得了高度稳定、通透性可控的纳米级新胶囊［２］。 １．３ 微孔、中孔分子筛法
以分子筛为模板可以制备直径为几个纳米的纳 米线。最初， 纳米线的制备采用毛细渗透法。Ｈａｎ 等 人 ［５］利 用 毛 细 作 用 将 金 属 盐 溶 液 渗 入 多 孔 二 氧 化 硅 体内， 用氢气还原金属盐， 制备了 Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ 纳米 线， 直径约为 ７ｎｍ， 长度在 ５０ｎｍ￣１μｍ 之间。但是在 后处理过程中， 金属盐易于扩散到 ＳｉＯ２ 的外表面， 还原形成大的金属粒子。为了避免该种情况的出现， Ｙａｎｇ 等人首 先 用（ＣＨ３Ｏ）３Ｓｉ（ＣＨ２）３Ｎ（ＣＨ３）３Ｃｌ 将 ＭＣＭ－ ４１ 和 ＭＣＭ－ ４８ 孔道内表面进行功能化， 然后再将分 子筛与饱和的金属盐水溶液混合。用氢气还原吸入 金属盐的分子筛， 得到金属／ＳｉＯ２ 复合物。功能化后 的多孔二氧化硅不仅增加了金属的装载量， 而且防 止了金属离子扩散到二氧化硅表面形成大的金属粒 子。
用于制备纳米结构的微乳液体系一般由 ４ 个组 分组成［６］： 表面活性剂、助表面活性剂、有机溶剂和水。 最常用的表面活 性 剂 是 二（２－ 乙 基 己 基）琥 珀 酸 酯 磺 酸钠（ＡＯＴ） ， 它不需要助表面活性剂存在即可以形成 微乳液。阴离子表面活性剂如十二烷基硫酸钠（ＳＤＳ）、 十二烷基苯磺酸钠（ＤＢＳ）， 阳离子表面活性剂 如 十 六 烷基三甲基溴化铵（ＣＴＡＢ） ， 以及非离子表面活性剂 如 Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ 系 列（聚 氧 乙 烯 醚 类）等 也 可 用 来 形 成 反 胶团或微乳液。形成反胶团或微乳液常用非极性溶 剂， 如烷烃或环烷烃。加入一种辅助表面活性剂可以 进一步稳定、修饰和控制反胶束的结构。最近的研究 表明， 一些表面活性剂在超临界的二氧化碳、乙烷和 丙烷中也能形成反胶束， 辅助表面活性剂如正戊醇可 被用于稳定这些反胶束。在超临界液体中形成的反胶 束也被用作纳米尺寸反应器来制备纳米粒子， 因为超 临 界 液 体 的 性 质 如 密 度 、溶 解 度 、扩 散 性 和 粘 性 可 通 过稍稍改变压力和温度条件而进行调整。
聚合物模板法制备纳米粒子是近年来研究较为 活跃的一种方法， 根据聚合物的作用可以分为聚合 物胶束模板、聚合物纤维模板和聚合物自组装体模 板。利用树枝状聚合物胶束模板的制备过程通常分 两步。首先， 金属离子被螯合进入树枝状聚合物内， 随后通过化学法还原金属离子得到纳米粒子， 由于 合成依赖于树枝状聚合物模板， 所以得到的金属纳 米粒子是单分散的。２００３ 年 Ｃｒｏｏｋｓ 等报道了以树枝 状聚合物为模板制备金属钯纳米粒子， 并用正烷基 硫醇从中提取单分散的钯纳米粒子， 将钯纳米粒子 转移到苯溶剂中， 而树枝状聚合物模板则留在水溶 液中， 这是首次报道的将纳米级材料从分子模板中 转移出来而模板未受到任 何 破 坏 的 例 子 。２００３ 年 Ｆｕｋｕｄａ 等以甲硅 烷 醇 功 能 化 的 双 亲 嵌 段 共 聚 物 形 成的胶束作模板， 制备出了空的二氧化硅纳米胶囊， 这样得到的有机－ 无机杂化的纳米胶囊将有许多潜 在的应用前景。
分子筛 ＭＣＭ－ ４１ 二氧化硅和通过溶胶－ 凝 胶 过 程形成的二氧化硅都可用作纳米结构材料形成的模 板， 其中 ＭＣＭ－ ４１ 为介孔氧化硅模板， 它具有纳米尺 寸的均匀孔， 孔内可形成有序排布的纳米材料， 属于 外模板， 而溶胶－ 凝胶法形成的二氧化硅胶粒则属于 内模板， 在其上形成纳米结构材料， 最后二氧化硅用 氢氟酸溶解除去。
排列整齐的碳纳米管与 ＳｉＯ２ 在 １ ４００℃下反应 可以得到高度有序的 ＳｉＣ 纳米棒。采用碳纳米管模
板法可以制备多种金属、非金属氧化物的纳米棒， 例 如：ＧｅＯ２、ＩｒＯ２、ＭｏＯ３、ＭｏＯ２、ＲｕＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３ 以及 Ｓｂ２Ｏ５ 纳米棒。
此外， 以碳纳米管为模板， 采用电化学沉积法还 可以制备新的导电聚合物－ 碳纳米管的同轴纳米线， 即在排列整齐的碳纳米管上通过电化学法聚合苯胺 得到聚苯胺护鞘的同轴碳纳米线［２］。
模板法的类型大致可分为硬模板和软模板两大 类。硬模板包括多孔氧化铝、二氧化硅、碳纳米管、分 子筛、以及经过特殊处理的多孔高分子薄膜等。软模 板则包括表面活性剂、聚合物、生物分子及其它有机 物质等。利用模板合成技术人们已经制得了各种物 质 包 括 金 属 、氧 化 物 、硫 化 合 物 、无 机 盐 以 及 复 合 材 料 的 球 形 粒 子 、一 维 纳 米 棒 、纳 米 线 、纳 米 管 以 及 二 维有序阵列等各种形状的纳米结构材料。本文将简 要介绍近年来国内外利用模板法制备纳米结构材料 的一些进展［２］。
分子筛为模板制备的纳米线长度和直径均与所 用多孔二氧化硅的孔径以及孔长有关。因此， 用该法 制备的纳米线一般比较短， 也不过几个微米， 但是直 径都比较小（几个纳米）， 能够产生量子效应， 可用作 量子线。 １．４ 碳纳米管模板法
自从 １９９１ 年发现碳纳米管以来， 碳纳米管合 成方法的优化、结构表征以及性能方面已有很多研 究， 以碳纳米管为模板可以制得多种物质的纳米管、 纳米棒和纳米线。首次成功制备的钒氧化物纳米管 就是由碳纳米管作模板得到的。除了钒的氧化物纳 米管外， 用碳纳米管作模板也可以得到 ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、 ＭｏＯ３、ＲｕＯ２、ＺｒＯ２ 等纳米管。
第 ４０ 卷第 ３ 期 ２００７ 年 ６ 月
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江苏陶瓷 Ｊｉａｎｇｓｕ Ｃｅｒａｍｉｃｓ
Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．３
Ｊｕｎｅ，２００７
１
模板合成法制备纳米材料的研究进展
黄艳 （ 陕西科技大学材料科学与工程学院， 咸阳 ７１００２１） 摘 要 介绍了近年 来 国 内 外 利 用 氧 化 铝 、二 氧 化 硅 、碳 纳 米 管 、表 面 活 性 剂 、聚 合 物 、生 物 分 子 等 作 模 板 制 备 多 种 物 质 的 纳 米 结 构 材 料 的 一 些 进 展 。 关键词 模板法； 纳米材料； 合成
通 过 气 相 渗 透 法 也 可 以 在 中 孔 ＳｉＯ２ 中 合 成 金 属和半导体纳米线。虽然气相法可以得到高质量的 半导体纳米线， 但需要高温和较长的反应时间（约在 ４８ｈ 以上）， 而且需要金属或半导体在多孔二氧化硅 体内成功成核的基础上进一步生长， 比较耗时。在中 孔二氧化硅中采用超临界流体液相法， 可使流体具 有高扩散性， 迅速进入纳米孔中快速成核和成长， 减 少反应物在孔内填充的反应时间。用这种方法， Ｃｏｌｅｍａｎ 等人通过二苯基硅烷热裂解， 在中孔二氧 化硅的孔中成功地合成了直径约 ８ｎｍ 的硅纳米线。 该法所得到的纳米线直径一般都比较小。
团制备得到。将环己烷和表面活性剂 Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－ １００ 构成的反胶束体系引入 到 水 热 合 成 中 制 备 ＴｉＯ２ 纳 米 粒 子 的 研 究 也 已 见 报 道 。 Ｓｂ２Ｏ５ 纳 米 棒 也 可 由 ＡＯＴ－ 水－ 苯体系中利用反胶团作模板制备。２００１ 年 Ｙａｎｇ 等由微乳液法利用胶团制备了 ＳｉＯ２ 纳米棒， 同 年， Ｙａｎｇ 等报道了以微乳液模板合成技术制备了均 匀的氧化物纳米材料如 ＢａＷＯ４ 纳米棒。２００２ 年 Ｑｉ 等以阳离子－ 阴离子表面活性剂混合物形成的反胶 束 为 模 板 ， 制 备 出 了 长 径 比 大 的 ＢａＷＯ４ 纳 米 线 ， ２００３ 年 Ｑｉ 等又报道了在反胶束体系中羽毛状 Ｂａ－ ＷＯ４ 纳米结构的合成， 所用模板为聚乙二醇－ ｃｏ－ 聚 甲基丙烯酸。用长链胺作结构模板剂可以得到一种 重要的新型钒氧化物纳米管， 这种材料主要以卷形 方式构建。以胺为模板，还可以制备出 ＭｏＯ３·Ｈ２Ｏ 纳 米棒。通常基于表面活性剂， 模板的纳米结构材料的 合成都在水溶液或非水溶剂中进行以分散反应剂， ２００３ 年 Ｌｅｅ 等 报 道 了 一 种 合 成 单 向 性 氧 化 铝 纳 米 结构的新路线， 不用任何有机溶剂就可以得到稳定 的氧化铝纳米结构［１０］。 ２．２ 聚合物模板法
模板法制备无机纳米中空球的研究进展
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ
Ｉ ｅ ｅ ｔｙ ａｓ ｈ ｒ ａ ｅ ｎ ａ ｘ ｅ ｓｖ ｎ ｅｅ ｔｉ ｔ ｄ ｆｉｏ ｇ ｎｃｈ ｌ ｗ ａ ｏ ｐ ｅ ｅ ｅ ｎｒｃ ｎ ｅ ｒ ．ｔｅ ｅｈ ｓ ｂ ｅ ｎ ｅ ｔ ｎ ｉｅｉｔ ｒｓ ｎｓ ｕ ｙｏ ｎ ｒ ａ ｉ ｏｌ ｎ ｎ ｓ ｈ ｒｓｂ — ｏ
Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｉ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｒ ｔｏ ｆ Ｉ ｏ ｇ ｎｉ ｌｏ ｏ ｒ ｓ ｎ ｓ ａ ｃ ｎ Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｒ ａ ｃ Ｈｏ ｌ ｗ Ｎ ａ ｏ ｐｈｅ ｅ ｂ ｍ ｐｌ ｔ ｅ ｈｏ ｎ ｓ ｒ ｙ Ｔｅ ａ ｅｍ ｔ ｄ
展起来 的一 种制备微粉 的方 法 ， 由于微 乳液 法是从微 乳液 的结 构来限 制颗粒的成长 ， 因此可 以通过 控制微 乳液 的浓度来 控制 颗粒 的尺寸 。
及新材料等方面具有 广阔的应用前景［ 而备受关 注。特别是无 １ ］ 机材料具有密度低 ， 、 稳定性好等特点 ， 热 力 随科技的迅猛发展 ，
Ｗ ＡＮＧ ａ ｇ ｕ Ｃｈ ｎ ｙ ｎ，ＹＵ ｎ ｈ ｎ Ｊａ ｃ ａ ｇ ｉ
（ ｌ ｇ ｆＭ ａｅｉｌ ｃｅ ｃ ｎ ｇｎ ｅｉ ｇ ｕ ｈ ｕＵｎｖ ｒｉｙ ｕ ｈ ｕ３ ０ ０ ） Ｃｏ ｌ ｅｏ ｔｒａｓＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ，Ｆ ｚ ｏ ｉｅｓｔ ，Ｆ ｚ ｏ ５ ０ ０ ｅ
ｃ ｕ ｅｏ ｈ ｉ ｎｑ ｅｃ ａ ａ ｔｒ ｔｃ ｎｔ ｉ ｒ ａ ｓ ｆｔ ｅｒｕ ｉｕ ｈ ｒｃｅｉ ｉ．Ｉ ｓＷＯ ｋ，ｗｅｄ ｍｏ ｔａｅｔ ａ ｈ ｅ ｅ ｒｈ ｓａｕ ｂ ｕ ｒｐ ｒ ｔ ｎｏ ｏｇ ｎｃ ｓ ｈ ｅ ｓ ｒｔ ｈ ｔｔ ｅｒｓａ ｃ ｔｔｓａ ｏ ｔ ｅ ａ ａｉ ｆｉ ｒａ ｉ ｐ ｏ ｎ ｈ ｌ ｗ ａ ｏ ｐ ｅｅ ｙ ｔｍｐａｅｍｅｈ ｄ，ｉｃｕ ｉｇｓ ｎｈ ｔｃｍｅｈ ｄ ，ｓ ｔ ｅｉ ｓａ ｃｓａ ｄ ｍｅｈ ｎｓ ，ａ ｄｔ ｅｅ － ｏｌ ｎ ｎ ｓ ｈ ｒｓｂ ｅ ｌｔ ｔ ｏ ｏ ｎ ｌｄｎ ｙ ｔ ｅｉ ｔ ｏ ｓ ｙ ｈ ｔ ｉ ｔｎ ｅ ｎ ｃ ａ ｉｍ ｎ ｈ ｘ ｎ ｃｎ ｉｔ ｇ ｒｂ ｅ Ｗ ｅｈ ｐ ｈ ｔｔｅｒｓ ｒ ｈａ ｕ ｏ ｇ ｎｃｈ ｌ ｗ ａ ｏ ｐ ｅ ｅ ａ ｅｆ ｔｄ，ａ ｄｉ ｏ ｅ ｔ ｌｖ ｌｅ ｓｉ ｐｏ ｌｍ． ｎ ｏ ｅｔａ ｈ ｅｅ ｃ ｂ ｔｉ ｒａ ｉ ｏｌ ｎ ｎ ｓ ｈ ｒｓｃ ｎ ｂ ｐ ｒｅ ｅ ｎ ｓｐ ｔｎ ｉ ａｕ ａ ｏ ｎ ｏ ｅ ｃ ｔ ａ
AAO模板法电沉积纳米线的研究进展
中 图 分 类 号 ： Ｂ３ ３ Ｔ ８
文 献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ １９ ０ （０ １０ —０ ６０ １７ ．９ ５ ２ １ ）３０ ２ －４
１ 引 言
纳 米 材 料 是 指 三 维 中 至 少 有 一 维 处 在 纳 米
２ 多孔 氧 化 铝模 板
多 ｒｕ ｎ ｄｃ ｌｍｉｕ ｘｄ
尺 度 范 围 （ ～ ０ ｍ） 由 它 们 作 为 基 本 单 元 构 １ １ ０ｎ 或
成 的材 料 …。 据 三 维 尺 寸 的不 同 ， 根 纳米 材 料 可 分 为 ３ ， ： 维 、 维 、 维 纳 米 材 料 。其 中一 维 类 即 零 一 二 纳 米 材 料 ， 称 量 子 线 ， 指 三 维 中 有 两 维 处 于 又 是
阳极 氧 化 铝 膜 孔 径 均 一 ， 度 有 序 ， 备 工 艺 简 高 制 单 ， 产 成 本 低 廉 ， 此 ， ＡＡ 生 因 以 Ｏ膜 为 模 板 ， 合 结 电 化 学 沉 积 法 ， 近 年 来 制 备 金 属 及 合 金 纳 米 线 是 最 为 常用 的 方法
收 稿 日期 ：０１ ．０２ ２ ０ １ ．５
２１ Ａ ． Ａ０膜 的制 备
特 点 ， 其 在 磁 性 器 件 、 大 规 模 集 成 电 路 、 感 使 超 传 器 、 测 器 等 多个 领 域 都 有 广 阔 的应 用 前 景 ［。 探 引
经过 ２ ０多 年 的 发 展 ，研 究 者 们 探 索 到 了多
Ａ Ｏ模 板 采 用 二 次 阳 极 氧 化法 制 备 。用 此 法 Ａ
第４ ０卷
第 ３期
化
模板法合成有序多孔材料研究进展
模板法合成有序多孔材料研究进展秦振平1 郭红霞2(1延安大学化学与化工系,陕西省化学反应工程省级重点实验室,延安,716000;2西北工业大学电流变技术研究所,西安,710072)摘 要 模板合成技术是制备有序多孔材料的有效手段,是一种生物模拟合成材料的方法。
本文综述了制备有序多孔材料的方法、模板种类及其研究进展。
关键词 模板,有序,多孔材料,分子筛中图分类号 TM 285 文献标识码 A 文章编号 1000-6613(2002)05-0323-05 利用自组装反应,人们可按照意愿制成具有多层结构的异质有序复合材料。
有序超分子结构的无机分子筛材料就是采用模板进行自组装反应形成的,这一新材料体系因其具有孔道排列有序,孔径均一、可调,形貌易于剪裁,并可制成膜、片、球状材料等优点,引起了众多研究领域的广泛关注[1～3]。
有序多孔分子筛依其孔径大小可分为3类[4]:大孔材料,平均孔径在50nm 以上;介孔材料,平均孔径在2～50nm 之间;微孔材料,平均孔径在2nm 以下。
自1992年美国Mobil 公司开发了新一代有序介孔分子筛M41S [5,6],解决了传统微孔沸石分子筛难以完成的大分子催化、吸附与分离等问题以来,分子筛的开发与应用充满了生机并显示了广阔的前景。
近年来,人们已相继合成出上百种新型结构的分子筛,并可对分子筛材料的形貌进行剪裁。
此外,用于制备有序多孔分子筛的无机材料已不只局限于氧化硅,各种金属、非金属氧化物或其掺杂的氧化物都可制成高有序度的孔状材料[7,8]。
孔径较大、有序度较高的分子筛有较高的比表面积、良好的热稳定性和化学稳定性、良好的隔声、隔热性能等,在重油处理、大分子或大离子分离、药品纯化、食用水净化以及大分子或生物毒剂的过滤和催化吸附等方面都有广泛的应用[9]。
随着现代科学技术特别是纳米技术的迅速发展,有序多孔材料的合成在物理、化学、材料等学科中的许多方面开创了新的可能性。
如利用介孔分子筛中的孔道或孔腔为模板,通过各式各样的组装技术,在其有序排列的纳米孔道中生长半导体化合物、金属氧化物、金属团簇、金属配合物等,以制造新型的纳米组装功能材料[10]。
自组装制备纳米材料的研究现状
自组装制备纳米材料的研究现状摘要文章综述了纳米材料各种制备方法，提出了应用自组装技术制备纳米材料。
评述了其在制备纳米材料时的机理、优缺点。
综述了纳米材抖的各种制备方法，提出了应用自组装技术制备纳米材料。
并对国内外应用自组装技术制备纳米材料(如纳米团簇、纳米管、纳米膜等)的研究现状进行了综述。
关键字：纳米材料自组装纳米团簇纳米薄膜前言纳米材料是20世纪80年代中期发展起来的一种具有全新结构的材料，它所具有的独特性质，使它在磁学、电学、光学、催化以及化学传感等方面具有广阔的应用前景。
自组装技术从纳米材料出现开始就一直应用于纳米材料的制备，只不过当时没有明确地将其作为一种方法提出。
到目前为止，自组装技术已能用来制备纳米结构材料，如纳米团簇、纳米管、纳米环、纳米线、多孔纳米材料、功能化纳米材料、功能化纳米级膜及有机/无机纳米复合材料。
纳米科学生命科学技术、信息科学技术和纳米科学技术是本世纪科技发展的主流方向。
纳米科学技术是在纳米空间对原子、分子及其他类型物质的运动与变化规律进行研究，同时在纳米尺度范围内对原子、分子等物质结构单元进行操纵、加工的一个新兴科学领域。
著名物理学家诺贝尔奖获得者Richmd P．Feynman在1959年l2月指出”There is a plenty of room at the bottom”,并预言，如果人类按照自己的意志去安排一个个原子，将得到具有独特性质的物质。
1981年G．Binning教授和H.Rohrer 博士发明了扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscopy，STM)，使人类首次能够直接观察原子，并能通过STM对原子、分子进行操纵。
1990年7月，在美国巴尔的摩召开了第一届国际纳米科学技术学术会议，这标志着纳米科学技术作为一个新兴的领域正式形成，纳米材料学成为材料科学的一个新分支。
2000年7月美国国家科学技术委员会宣布实施纳米技术创新工程，并将纳米计划视为下一次工业革命的核心。
纳米材料制备技术的最新进展和控制策略
纳米材料制备技术的最新进展和控制策略纳米材料制备技术是当今材料科学和工程领域中备受关注的研究方向之一。
纳米材料由于其独特的物理、化学和机械性质，在能源、生物医学、环境保护和电子等领域具有广泛的应用前景。
在过去几十年中，科学家们不断探索新的纳米材料合成方法和控制策略，以满足不同领域对纳米材料的需求。
本文将介绍纳米材料制备技术的最新进展和控制策略。
一、纳米材料制备技术的最新进展今天，纳米材料的制备已经从最初的湿化学合成和气相溅射发展到了更多的方法。
以下是一些纳米材料制备技术的最新进展：1. 溶胶-凝胶法（Sol-Gel Method）:这是一种常用的制备纳米材料的方法。
它通过溶胶的凝胶化过程来制备纳米材料。
这种方法可以通过调整溶胶的成分、浓度和制胶条件来控制纳米材料的形貌和尺寸。
2. 微乳液法（Microemulsion Method）:这是一种利用微乳液作为反应介质的制备纳米材料的方法。
微乳液中的胶束可以作为反应模板，用于生成所需形状和尺寸的纳米材料。
3. 等离子体化学气相沉积法（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD）:这是一种常用的制备纳米薄膜的方法。
PECVD利用等离子体激活气体分子，从而使其在基底表面生成纳米尺度的沉积物。
4. 燃烧法（Combustion Method）:这是一种高温下的快速化学反应方法，通过控制反应条件可以制备出具有不同尺寸和形貌的纳米材料。
5. 水热法（Hydrothermal Method）:这是一种利用高温高压水作为反应介质进行纳米材料合成的方法。
水热法可以控制纳米材料的形貌和尺寸，并且具有高产率和低成本的优势。
二、纳米材料制备技术的控制策略纳米材料的制备过程中，控制策略是实现所需尺寸和形状的核心要素。
以下是一些常用的纳米材料制备技术的控制策略：1. 成核控制:成核是纳米材料制备过程中的第一步，它决定了纳米颗粒的尺寸和形状。
模板法制备纳米材料
２．１ 高 分 子 有 机 化 合 物 以高聚物为基础的合成材料如各 种塑 料、合 成 纤 维 等 都
是高分子有机化合物，利用这些特定形貌或有结 构 向 导 作 用 的高分子有 机 化 合 物 为 模 板 可 合 成 不 同 形 貌 的 纳 米 材 料。 Ｈｉ Ｇｙｕ Ｍｏｏｎ等 利 ［２３］ 用 聚 苯 乙 烯 作 为 模 板 制 备 出 空 心 半 球 ＴｉＯ２。Ｄａｅｈａ Ｓｅｏ等 利 ［２４］ 用聚 乙 烯 吡 咯 烷 酮 ＰＶＰ 作 模 板 来 合成多面体 Ａｕ纳米颗粒。Ｆｅｎ Ｚｈａｎｇ［２５］使 用 聚 碳 酸 脂 膜 为 模板合 成 了 过 渡 金 属 硫 化 物 半 导 体 纳 米 线。Ｘｉａｏｙｉｎｇ Ｑｉ 等 利 ［２６］ 用 树 状 聚 苯 为 模 板 制 备 出 米 状 ＣｕＯ。Ｂ．Ｒｅｚａｅｉ 等 利 ［２７］ 用 聚 乙 二 醇 ４００（ＰＥＧ４００）为 模 板 合 成 了 树 干 为 １００～２００ｎｍ 的树状 Ａｇ纳米颗粒。 ２．２ 液 晶
１．２ 蛋 白 质 整个生物界中已知存在的蛋白质总数逾百万种。这类
物质含有丰富的 羟 基、氨 基 等 功 能 基 团，具 有 很 强 的 识 别 作 用和良好 的 骨 架 结 构，是 一 种 性 能 良 好 的 生 物 模 板。Ｓｉｌｋｅ Ｂｅｈｒｅｎｓ等 利 ［６］ 用 环 状 微 管 蛋 白 为 模 板 合 成 了 Ａｇ 纳 米 环。 Ｙｕｈｕａ Ｓｈｅｎ等 利 ［７］ 用小分子 半 胱 氨 酸 作 还 原 剂 和 模 板 控 制 合成 球 形 纳 米 Ｓｅ。Ｈｙｕｎｂｉｎ Ｋｉｍ 等 利 ［８］ 用 去 铁 铁 蛋 白 为 模 板将 ＴｉＯ２ 沉积在其 外 表 面 和 孔 洞 内 部，形 成 了 空 心 球 形 纳 米颗粒或壳／核结 构 的 纳 米 颗 粒。Ｌｙｕｄｍｉｌａ Ｔｕｒｙａｎｓｋａ等［９］ 利用从马脾中获得的储存铁铁蛋白为模板合成了近乎球形 的量子点 ＡＦｔ－ＰｂＳ 混 合 物。Ｃｒａｉｇ Ｃ．Ｊｏｌｌｅｙ 等 利 ［１０］ 用 铁 蛋
浅谈模板法制备纳米材料
日常生产工作中必须严格按照规程规定、操作流程和使用方法正确使用安全工器具，以确保安全生产。
据现场调查得知安全工器具的不正确使用主要有以下几种情况：1．衔接式绝缘棒使用节数不够，伸缩式绝缘棒拉伸不够充足。
2．雨天不使用防雨罩，或防雨罩松动、歪斜、破损，起不到防雨作用。
3．验电时手握在验电器护环以上，使用前不在有电设备上确认验电器是否良好，不同电压等级的验电器交叉使用。
4．绝缘手套使用前不检查气密性，甚至随意抓拿坚硬及有尖刺的物品。
5．接地线的接地端不按要求装设，任意搭、挂和缠绕。
6．安全带不按规定使用、系的松垮随意，起不到安全防护作用。
7．安全帽内胆大小调节不当、不系帽带或系的不够紧，工作中容易歪斜、掉落。
8．手钳等工具使用前不检查绝缘部位是否完好，使用时手握在裸露的金属部位，容易造成作业人员的触电事故。
总之，安全工器具是每个电力职工的切身保镖、忠实的安全员和生命的守护神，只要大家熟练地掌握了各种安全工器具的作用、性能和结构原理，掌握了正确的使用方法和注意事项，并严格按照规程规定操作、使用和维护，就能够确保人身、设备和电网的安全。
2010年第3期（总第138期）China Hi-Tech EnterprisesNO.3.2010（CumulativetyNO.138）中国高新技术企业摘要：纳米模板具有独特的纳米数量级的多孔结构，其孔洞孔径大小一致，排列有序，分布均匀。
以纳米模板合成零维纳米材料、一维纳米材料（纳米线，纳米管）具有制备效率高，可靠性好等优点，已成为纳米复制技术的关键之一。
文章重点综述了近年来模板制备，模板合成中常用的模板类型及应用进展。
关键词：纳米材料；模板法；制备工艺；化合聚合；溶胶-凝胶沉积；化学气相沉积中图分类号：0614文献标识码：A文章编号：1009-2374（2010）03-0178-02自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来，80年代中期在实验室合成了纳米块体材料，至今已有20多年的历史，但真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点是在80年代中期以后。
模板法合成纳米结构材料
模板法合成纳米结构材料纳米结构材料是指在纳米尺度上（1-100纳米）呈现出有序或无序结构的材料。
这些材料具有许多独特的物理和化学性质，如高比表面积、高导电性、高强度等，使其在许多领域具有广泛的应用前景。
本文将探讨纳米结构材料的合成方法及其应用。
纳米结构材料的特点纳米结构材料具有许多特点，如高比表面积、高导电性、高强度等。
这些特点使得纳米结构材料在力学、电磁学、光学、热学等方面具有优异的性能，为材料科学领域带来了革命性的变化。
纳米结构材料的合成方法纳米结构材料的合成方法有很多种，其中常用的方法包括物理法、化学法和生物法。
物理法主要包括蒸发冷凝法、激光脉冲法、电子束蒸发法等。
这些方法通常需要使用昂贵的设备，并且反应条件难以控制，但可以合成出高纯度的纳米结构材料。
化学法是最常用的合成方法之一，主要包括溶液法、气相法、沉淀法等。
这些方法的优点是反应条件易于控制，能够大规模生产，但需要使用大量的有机溶剂和化学试剂，对环境造成一定的污染。
生物法是利用微生物或植物提取物等生物资源来合成纳米结构材料的方法。
生物法具有环保、可持续等优点，但合成过程和机理仍需进一步研究。
纳米结构材料的应用纳米结构材料因其独特的性质和广泛的应用前景，已广泛应用于电子、医药、环保、催化等领域。
电子领域纳米结构材料在电子领域具有广泛的应用，如制造更小、更快、更强大的电子设备。
例如，纳米结构材料可以用于制造更先进的集成电路和晶体管，提高计算机的性能。
医药领域纳米结构材料在医药领域也具有广泛的应用，如药物输送、肿瘤治疗等。
通过将药物包裹在纳米颗粒中，可以实现对药物的精准输送，提高药物的治疗效果和降低副作用。
环保领域纳米结构材料在环保领域也有着广泛的应用，如空气净化、水处理等。
通过使用纳米结构材料制成的滤膜或催化剂，可以有效地去除空气或水中的有害物质，保护环境。
催化领域纳米结构材料在催化领域也具有广泛的应用，如催化剂载体、汽车尾气处理等。
通过优化纳米结构材料的性质，可以提高催化剂的活性和选择性，实现高效的催化反应。
纳米光催化材料的研究进展
纳米光催化材料的研究进展纳米光催化材料是指具有纳米级尺寸的光催化活性物质，其在光照条件下能够加速化学反应的材料。
由于其特殊的结构和性质，纳米光催化材料在环境治理、能源利用、化学合成等领域具有广阔的应用前景。
随着纳米技术和光催化技术的发展，纳米光催化材料的研究也取得了长足的进展。
本文将对纳米光催化材料的研究进展进行探讨，包括其制备方法、性质特征、应用领域以及未来的发展方向。
一、纳米光催化材料的制备方法纳米光催化材料的制备方法多种多样，常见的包括溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法、模板法、溶剂热反应法等。
溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法，通过将前驱体溶解在溶剂中形成溶胶，然后经过凝胶化得到纳米光催化材料。
水热法是指将反应物在高温高压的水热条件下合成，可以控制产物的形貌和尺寸。
溶剂热法则是在有机溶剂的高温条件下进行合成，可以有效控制产物的结构和形貌。
模板法通过利用模板的空间结构来控制产物的形貌和尺寸，适用于制备具有特定形状的纳米光催化材料。
溶剂热反应法则是利用溶剂的热物理性质和化学性质来引发反应，得到纳米级的产物。
通过这些方法，可以制备出具有不同形貌、结构和性能的纳米光催化材料，为其应用提供了丰富的选择。
纳米光催化材料具有许多独特的性质特征，其主要包括高比表面积、丰富的活性位点、可调控的光学性质、优异的光催化性能等。
由于其尺寸小，纳米光催化材料具有高比表面积，能够提供更多的活性位点，从而增强光催化反应的活性。
纳米光催化材料中存在丰富的表面缺陷和异质结构，这些结构对光催化反应起着重要的作用。
纳米光催化材料的光学性质可以通过调控其形貌、结构、组分等进行调节，从而实现对其光催化性能的优化。
纳米光催化材料还具有优异的光催化性能，可在可见光及紫外光照射下促进化学反应的进行。
纳米光催化材料在环境治理、能源利用、化学合成等领域具有广泛的应用前景。
在环境治理方面，纳米光催化材料可以用于光催化降解有机污染物、净化废水、清除大气污染物等，其高效的光催化性能可以大大提高环境治理的效率。
二氧化硅模板法制备中空纳米材料
二氧化硅模板法制备中空纳米材料
首先，二氧化硅模板的制备是这一方法的关键步骤。
一般来说，可以通过溶胶-凝胶法或阳极氧化法来制备具有孔隙结构的二氧化硅
模板。
在溶胶-凝胶法中，硅源溶液与模板表面反应形成一层硅氧化
胶体，然后通过热处理形成二氧化硅模板。
而在阳极氧化法中，通
过在硅片表面进行阳极氧化处理形成有序排列的孔洞结构。
这些方
法可以制备不同孔径和排列方式的二氧化硅模板，以满足不同中空
纳米材料的需求。
其次，制备中空纳米材料的过程通常包括模板充填、模板脱除
和中空结构形成几个关键步骤。
首先，选择合适的纳米材料溶液，
将其浸渍到二氧化硅模板中，然后通过化学沉积、溶剂挥发或其他
方法使纳米材料填充进模板孔隙中。
接着，通过化学蚀刻、热处理
或超声波处理等手段去除二氧化硅模板，留下中空结构的纳米材料。
最后，经过洗涤和干燥等处理，得到最终的中空纳米材料制品。
此外，二氧化硅模板法制备中空纳米材料具有一些显著的优点。
首先，可以通过调控二氧化硅模板的孔径、孔隙率和结构来精确控
制中空纳米材料的形貌和尺寸。
其次，制备过程相对简单，操作较
为方便，且可以批量生产。
此外，由于二氧化硅模板的稳定性和可
重复使用性，可以降低制备成本，提高材料利用率。
总的来说，二氧化硅模板法制备中空纳米材料是一种可行且有
效的方法，具有广阔的应用前景。
然而，仍然有一些挑战需要克服，比如模板脱除过程中可能会导致结构损失，需要进一步优化工艺参
数和材料选择，以实现更好的制备效果。
希望这些信息能够对你有
所帮助。